ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СДЕРЖИВАНИЯ РОСТА ТРЕЩИН В НЕФТЕГАЗОВОМ ОБОРУДОВАНИИ

В. А. Гафарова

Аннотация


В статье приводятся результаты комплексного исследования влияния композиционных материалов на основе эпоксидной смолы на сдержи- вание роста трещин в оборудовании, работающем при температурах до 120 °С. Изучены влияние различных наполнителей, разбавителей на текучесть жидкой фазы композиционного материала и прочност- ные свойства твердой фазы. Наилучшие результаты по всем показате- лям получены при применении в качестве наполнителя магнитного порошка микронных размеров с добавками магнитных частиц нано- размеров. На стандартных образцах, которые изготовлены из компо- зиционного материала, определили предел прочности на растяжение. Все вариации составляющих композиционного материала позволяют получить значения предела прочности на уровне значений, получен- ных другими исследователями. В то же время испытания на изгиб показали существенное увеличения предела прочности при использо- вании в качестве наполнителя магнитных частиц. Отмечено, что маг- нитные частицы наполнителя реагируют на внешнее магнитное поле только при воздействии на жидкую фазу. При фазовых переходах магнитные частицы создают пространственные структуры, суммар- ный магнитный момент которых направлен к общему центру. Для увеличения проникновения в трещины композиционного материала предложены способ и устройство для его реализации, которые осно- ваны на принципе создания вакуума над поверхностью трещины в момент нанесения жидкой фазы. Это позволяет увеличить глубину проникновения в 1,5 раза. Эффективность композиционного материа- ла показана в процессе определения коэффициента интенсивности напряжений в кончике трещины (для первого типа трещины) на стан- дартных образцах. Для проведения сравнительных испытаний одна серия образцов полностью соответствовала требованиям стандарта. Другая серия отличалась тем, что после выращивания усталостной трещины полость последней заполнялась композиционным материа- лом. Значение коэффициента увеличилось в 2,25 раза по сравнению со стандартными образцами.

Ключевые слова


композиционный материал;эпоксидная смола;магнитные частицы;предел прочности на растяжение и изгиб;composite material;epoxy resin;magnetic particles;tensile and bending strength;

Полный текст:

PDF

Литература


ASME B31G-2009. Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines. Supplement to ASME B31 Code for Pressure Piping / ASME. 2009. 58 p

BS 7910:2013+A1:2015. Guide to Methods for Assessing the Acceptability of Flaws in Metallic Structures. BSI Standards Publication, 2015. 492 p

РД-23.040.00-КТН-011-16. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. М., 2014. 183 с

Шанявский А.А. Безопасное усталостное разру- шение элементов авиаконструкций. Синергетика в инже- нерных приложениях. Уфа: Монография, 2003. 803 с

Зайнуллин Р.С., Морозов Е.М., Александров А.А. Критерии безопасного разрушения элементов трубопро- водных систем с трещинами. М.: Наука, 2005. 316 с

Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ре- сурс и техногенная безопасность. Ч.1: Критерии проч- ности и ресурса. Новосибирск: Наука, 2005. 494 с

Коллинз Дж. Повреждение материалов в кон- струкциях. Анализ. Предсказание. Предотвращение. М.: Мир, 1984. 624 с

Пестриков В.М., Морозов Е.М. Механика раз- рушения твердых тел: курс лекций. СПб.: Профессия, 2002. 320 с

Кузеев М.И. Закономерности накопления по- вреждений в сварных соединениях оболочек реакторов установок замедленного коксования: дис. … канд. техн. наук. Уфа. 2000. 126 с

Крутиков И.Ю. Восстановление работоспособ- ности деталей технических устройств с трещиноподоб- ными дефектами композитными материалами: дис. … канд. техн. наук. Уфа. 2010. 124 с

Вильнав Ж.-Ж. Клеевые соединения. М.: Техно- сфера, 2007. 384 с

Ковачич Л. Склеивание металлов и пластмасс. М.: Химия, 1985. 240 с

Назаренко О.Б., Мельникова Т.В., Висак П.М., Нгуен А.Т. Влияние комбинированного наполнителя на термическую стойкость эпоксидных композитов // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: матер. XXI Всерос. науч.-техн. конф.: в 2 т. Томск, 2015. Т. 2. С. 29 - 32

Баженов С.Л. Механика и технология компози- ционных материалов: научное издание. Долгопрудный: Издательство «Интеллект», 2014. 328 с

Пат. № 2601782 РФ. МПК: F16L57/02. Способ восстановительного ремонта трубопровода и устройство для его осуществления / В.А. Гафарова, И.Р. Кузеев, А.Д. Мингажев. № 2015122333/06, Заявлено 10.11.2015. Опубл. 10.11.2016. Бюл. № 31




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2018-5-99-107

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2018 В. А. Гафарова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017